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目的:
对人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVECs)在体外用apelin进行刺激,研究apelin对人脐静脉内皮细胞增殖的影响以及apelin-APJ系统与血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、成纤维细胞生长因子(fibroblast growth factor,FGF)等血管生成相关因子之间可能的相互作用。
方法:
1.人脐静脉内皮细胞体外培养及处理:采用DMEM培养基(含有10%胎牛血清)于37℃,5%CO2培养箱中常规培养人脐静脉内皮细胞,并根据实验需要加入apelin、PI3K抑制剂进行干预。在细胞培养过程中用倒置显微镜观察细胞生长状态。
2.细胞中VEGF、FGF等血管生成相关性因子表达的测定:培养细胞,并加入不同浓度的apelin作用不同时间,收集培养后72h的细胞,应用逆转录-聚合酶链反应(Reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-PCR)法,检测人脐静脉内皮细胞中VEGF、FGF等血管生成相关性因子mRNA表达的变化。
3.四甲基偶氧唑蓝比色(MTT)法检测细胞增殖情况:按常规方法培养人脐静脉内皮细胞,以1000个/孔的密度接种至96孔板,根据不同的刺激条件分组如下:①空白对照组;②实验对照组:③apelin组;④PI3K抑制剂组;⑤apelin+PI3K抑制剂组。48h后用MTT法检测各组细胞OD值。
4.细胞FGFR1蛋白的检测:按照常规方法培养人脐静脉内皮细胞,根据不同的刺激条件分组:实验对照组、10-7M apelin组、25 uM PI3K抑制剂组和10-7M apelin+25 uM PI3K抑制剂组。24 h后用蛋白免疫印迹(Westernblotting)法检测FGFR1蛋白的表达变化。
结果:
1.倒置显微镜观察人脐静脉内皮细胞生长状态良好,镶嵌排列呈“铺路石”样,细胞较大,呈多角形,无重叠生长现象。
2.RT-PCR检测发现,VEGF、FGF等血管相关性因子在人脐静脉内皮中均有表达,且表达水平有时间、浓度依赖性,不同浓度的apelin刺激人脐静脉内皮细胞,1h时各目的基因的表达量变化不大,而4h和8h时随浓度的升高而有所增强或减弱,且4h、8h表达量差别不大。其中APJ、VEGF、bFGF、FGFR1和MMP2/9 mRNA表达水平随apelin浓度的升高而增加(P<0.05或P<0.01):TIMPs能调节MMPs的活动,经apelin刺激后,TIMP1/2mRNA表达水平随apelin浓度的升高而减少(P<0.05或P<0.01)。
3.MTT检测结果显示:①apelin刺激能诱导人脐静脉内皮细胞明显增殖(P<0.01),PI3K抑制剂能抑制人脐静脉内皮细胞增殖(P<0.05),但apelin和PI3K抑制剂之间没有交互作用(P>0.05);②对照组、apelin组、PI3K抑制剂组和apelin+PI3K抑制剂组各组之间OD值两两比较均有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。
4.Western blotting检测结果显示:①apelin刺激能诱导人脐静脉内皮细胞FGFR1蛋白表达的明显增加(P<0.01),PI3K抑制剂可使人脐静脉内皮细胞FGFR1蛋白表达减少(P<0.05),但apelin和PI3K抑制剂之间没有交互作用(P>0.05):②对照组、apelin组、PI3K抑制剂组和apelin+PI3K抑制剂组各组之间FGFR1蛋白表达两两比较均有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。
结论
Apelin作用于HUVECs,能够促HUVECs增殖,上调APJ、VEGF、bFGF、FGFR1和MMP2/9 mRNA表达,下调TIMP1/2 mRNA表达,而且在蛋白水平上,能上调FGFR1蛋白的表达。
本实验在体外用apelin刺激HUVECs,从核糖核酸水平、蛋白水平和功能上检测apelin对HUVECs增殖的影响,验证了apelin-APJ系统与VEGF、FGF等血管生成相关性因子之间的相互作用关系,并且证明了apelin-APJ系统除通过PI3K/akt通路发挥作用外,还可能通过其它多种途径发挥作用。本研究为进一步阐述apelin-APJ系统对血管生成的作用及可能的作用机制提供了实验资料,具有重要的理论意义。